Régulation de la voie de signalisation Hippo/YAP/TAZ dans la carcinogenèse gastrique induite par Helicobacter pylori et les propriétés tumorigéniques et invasives des cellules souches cancéreuses

Regulation of the Hippo/YAP/TAZ signaling pathway in gastric carcinogenesis induced by Helicobacter pylori infection and the tumorigenic and invasive properties of cancer stem cells

• Auteur / Autrice : Camille Tiffon
• Direction : Christine Varon
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Microbiologie -immunologie
• Date : Soutenance le 16/11/2020
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Bordeaux)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : BordeAux Research In Translational Oncology (2016-2021)
• Jury : Président / Présidente : Michel Moenner
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Christine Varon, Michel Moenner, Eliette Touati, Alexandre Djiane
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Eliette Touati, Alexandre Djiane

Mots clés

Mots clés contrôlés

Muqueuse de l'estomac

Helicobacter pylori

Cellules cancéreuses

Cellules souches

Transition épithélio-mésenchymateuse

Mots clés libres

Adénocarcinome gastrique

Transition épithélio-Mésenchymateuse

Cellules souches cancéreuses

Invasion

CD44v3

Gastric adenocarcinoma

Epithelial-To-Mesenchymal transition

Cancer Stem Cells

Invasion

CD44v3

Résumé

L’infection par la bactérie Helicobacter pylori touche la moitié de la population mondiale et est la principale cause à l’origine des adénocarcinomes gastriques, faisant du cancer de l’estomac la troisième cause de mortalité par cancer dans le monde. Des études précédentes ont montré que H. pylori, via son oncoprotéine CagA, est capable d’induire une transition épithélio-mésenchymateuse (EMT) conduisant à l’émergence de cellules possédant des propriétés de cellules souches cancéreuses (CSCs). Les CSCs représentent une population rare de cellules au sein des tumeurs, exprimant le marqueur de CSCs CD44+. Elles sont à l’origine de l’initiation tumorale, de la persistance et de la propagation des cellules cancéreuses au sein de l’organisme. Récemment, le laboratoire a mis en évidence une sous-population de CSCs gastriques dotées de propriétés invasives et exprimant le variant CD44v3. La voie de signalisation Hippo, impliquée dans l’organogenèse, le maintien de l’homéostasie tissulaire et a été impliquée dans le contrôle des propriétés des cellules souches saines et cancéreuses dans certains organes. Elle s’articule autour de kinases, MST1/2 et LATS1/2, responsables de la répression des oncogènes YAP et TAZ. Lorsque cette voie est inactive, l’activité transcriptionnelle du complexe YAP/TAZ-TEAD conduit à l’expression de programmes transcriptionnels impliqués dans la survie et la croissance cellulaire. Les objectifs de ces travaux ont été de déterminer le rôle des éléments de la voie de signalisation Hippo dans 1) l’émergence des CSCs induites par l’infection à H. pylori et 2) les propriétés tumorigéniques et invasives des CSCs gastriques. Des expériences de co-culture avec H. pylori réalisées in vitro ainsi que d’immunomarquages de muqueuse gastrique de patients infectés ou non, ont permis de démontrer que l’infection par H. pylori induit une dérégulation de la voie Hippo et l’augmentation d’expression et d’activation des oncogènes YAP et TAZ in vitro et in vivo. L’étude des conséquences fonctionnelles du ciblage de la voie de signalisation LATS2/YAP/TAZ a mis en évidence que l’activation de YAP et TAZ par H. pylori, participe à l’induction de l’EMT à la transformation de la muqueuse gastrique lors de la métaplasie intestinale et à l’émergence des CSCs gastriques. H. pylori est également responsable de l’activation de la boucle de rétrocontrôle négatif qui s’opère entre YAP et LATS2, conduisant LATS2 à atténuer la carcinogenèse gastrique. L’étude du ciblage de TAZ par interférence à ARN, a permis de montrer son implication dans la formation de tumorsphères, l’invasion et l’expression du marqueur de CSCs invasives CD44v3. Ainsi, l’activation de TAZ confère aux cellules des propriétés de CSCs invasives en réponse à l’infection par H. pylori. L’étude de l’expression de TAZ dans les tissus gastriques de patients a permis de mettre en évidence une plus forte expression de TAZ dans les tissus tumoraux qui serait associée à l’expression du marqueur de CSCs invasives CD44v3 et à l’agressivité des tumeurs. Pour conclure, ces travaux de thèse démontrent l’implication de la voie de signalisation Hippo/YAP/TAZ dans la carcinogenèse gastrique induite par H. pylori. Ces travaux ont permis pour la première fois d’identifier la protéine TAZ comme étant un acteur majeur de contrôle des propriétés tumorigéniques et invasives des CSCs gastriques. Ces résultats nous ont également permis de mettre en évidence l’existence d’une sous-population de CSCs fortement agressive exprimant CD44v3 et TAZ.

Helicobacter pylori infection affects half of the world’s population and is the main causality-agent of gastric adenocarcinoma development, making stomach cancer the third leading cause of cancer related death worldwide. Previous studies have shown that H. pylori, via its CagA oncoprotein, is able to induce an epithelial to mesenchymal transition (EMT) leading to the emergence of cells with cancer stem cells properties (CSCs). CSCs represent a rare population of cancer cells inside the tumors, expressing the CD44 CSCs marker. These cells are responsible for tumor initiation, persistence and the spread of cancer cells in the body. Recently, our laboratory described a gastric subpopulation of CSCs which endowed invasive properties and expressing the CD44v3 variant. The Hippo signaling pathway is implicated in organogenesis, maintenance of tissue homeostasis and has been implicated in the control of healthy and cancerous stem cells properties in some organs. This pathway is composed of Hippo kinases, MST1/2 and LATS1/2, which are responsible for repressing YAP and TAZ oncogenes. When this pathway is off, the transcriptional co-factors, YAP and TAZ, are responsible for the transcriptional activity of the YAP/TAZ-TEAD complex and leads to the expression of transcriptional programs involved in cell survival and growth. The objectives of this work were to determine the role of elements of the Hippo signaling pathway in 1) the emergence of CSCs induced by H. pylori infection and 2) the tumorigenic and invasive properties of gastric CSCs. Co-culture experiments performed with H. pylori in vitro as well as immunostaining of gastric mucosa of infected or uninfected patients, show that H. pylori induced a dysregulation of the Hippo pathway and an increase of YAP and TAZ oncogenes expression in vitro and in vivo. The targeting of the LATS2/YAP/ TAZ signaling pathway has shown that H. pylori, via the activation of YAP and TAZ, participates to the induction of EMT, the gastric mucosa transformation during intestinal metaplasia and the emergence of gastric CSCs. H. pylori is also responsible for activating the negative feedback loop that operates between YAP and LATS2, leading LATS2 to attenuate gastric carcinogenesis. Investigation of TAZ targeting by RNA interference, demonstrated its involvement in tumor formation, invasion, and expression of CD44v3 invasive CSC marker. Thus, TAZ activation confers invasive CSCs properties in response to H. pylori infection. Study of TAZ expression in patients’ gastric tissues has shown a stronger expression of TAZ in tumor tissues, which would be associated with the CD44v3 invasive CSCs expression marker and with aggressiveness of tumors. To conclude, this thesis work shows the involvement of Hippo/YAP/TAZ signaling pathway in gastric carcinogenesis induced by H. pylori. This work has, for the first time, identified TAZ protein as a major player in invasion and tumorigenic properties of gastric CSCs. These results also allowed us to demonstrate the existence of a highly aggressive subpopulation of CSCs expressing CD44v3 and TAZ.